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楼主
本帖最后由 magic_yuan 于 2014-12-24 13:01 编辑

各位大侠,
      经常在网上大侠们理论分析系统环路稳定性稳定,给出各种条件。我也看了很多OP环路稳定性的资料,TI 的TIM GREEN写的OP稳定专辑十篇,大致浏览了一次。
      但这几天在实践中观察到的现象令我疑惑不解,和理论分析完全不同。见下图分析:
      OP07控制整个环路,OPA547提供功率输出。R0为采样电阻,大小为2K.负载设置为1K,并联220+47UF电容。实际电路工作稳定。
      对该电路大致近似理论分析如下:
            1,整个系统分析以OP07为对象,围绕其环路增益进行分析。
            2,OPA547构成局部反馈,形成一个高频极点。大致估计其极点位置,其不会对系统稳定性构成影响(估计在M级别,可详细计算)。---这样可讲OPA547近似成一个功率驱动作用。
            3,这样,R0,CL,RL形成了一个极点。若为空载(实际中空载也稳定),则可计算为1/2*3.14*1k*(220+47)*UF=0.59HZ.----这个极点十分接近OP07的主极点了,双主极点位置重合,则系统十分不稳定。-------但目前这个电路十分稳定啊,完全没有振荡的迹象。
        各位大神如何理论分析这个电路为何没有振荡!!求指教!
        感谢!
      

2014-02-26 18.36.49.jpg (1.05 MB )

2014-02-26 18.36.49.jpg

相关帖子

沙发
xukun977| | 2014-2-26 22:05 | 只看该作者

"实际电路工作稳定"~把实测的波形图发上来。

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板凳
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-26 23:54 | 只看该作者
xukun977 发表于 2014-2-26 22:05
"实际电路工作稳定"~把实测的波形图发上来。

实际电路为稳定的输出2V。6位半万用表交流档测量其交流RMS值几乎为零---0.5毫伏---万用表交流RMS值带宽为300KHZ。

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地板
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-27 00:51 | 只看该作者
半夜顶一下,希望高手一早关注这个问题。

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5
lymex| | 2014-2-27 08:39 | 只看该作者
很不错的话题。
有时即便没有振荡,但可能相位余量不足,这样对外界变化就比较敏感。可以上一个阶越响应图,就可以大体看出。

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magic_yuan 2014-2-27 10:22 回复TA
好久没有见到大神到论坛逛啊!哈哈 
6
zyj9490| | 2014-2-27 08:53 | 只看该作者
主极点已变成1K与220UF的了,大幅降低了幅频响应。

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7
zyj9490| | 2014-2-27 08:54 | 只看该作者
这样,肯定带宽不够,会产生过调或调节时间过长。

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magic_yuan 2014-2-27 10:22 回复TA
大侠指的带宽不够是前级还是后级?还请详细指教啊。感谢! 
8
xukun977| | 2014-2-27 09:30 | 只看该作者
无图无真相,随便淘个信号发生器+示波器,才1千多块钱。

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magic_yuan 2014-2-27 10:17 回复TA
XU大侠,阶跃响应图见下帖附件!多谢啊! 
9
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-27 10:16 | 只看该作者
lymex 发表于 2014-2-27 08:39
很不错的话题。
有时即便没有振荡,但可能相位余量不足,这样对外界变化就比较敏感。可以上一个阶越响应图 ...

多谢大侠回帖,
  刚抓了个图。时间距为10毫秒每格,电压距为500毫秒每格。见附件。
  电压冲0.4V跳变到2V,在跳变过程中存在冲击。振铃显示有些不稳定。
  大侠对图发表点高见?呵呵

pulse.jpg (1.32 MB )

pulse.jpg

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10
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-27 10:20 | 只看该作者
下图为去掉220UF+47UF电容后的阶跃响应。明显要理想很多。

nocap-pulse.jpg (1.28 MB )

nocap-pulse.jpg

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11
zyj9490| | 2014-2-27 11:41 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2014-2-27 08:54
这样,肯定带宽不够,会产生过调或调节时间过长。

我指的整个环路带宽,是因为负载是大的容性负载,对较大的输出电阻。

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magic_yuan 2014-2-27 12:12 回复TA
环路带宽何以造成此种情况?请指教! 
12
elec921| | 2014-2-27 12:00 | 只看该作者
你的问题在于感觉它不稳定,但是不知道它的余量是多少。

建议你画bode图

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magic_yuan 2014-2-27 12:12 回复TA
多谢大侠。理论分析其不稳定,理论分析是结合了波特图的。 
13
鸟鸟| | 2014-2-27 12:33 | 只看该作者

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14
tsj1992| | 2014-2-27 17:44 | 只看该作者
欢迎指正

无标题.jpg (778.77 KB )

联想到T型

联想到T型

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15
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-27 18:18 | 只看该作者
tsj1992 发表于 2014-2-27 17:44
欢迎指正

T型?什么意思呢?没明白大侠的意思。

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16
GavinZ| | 2014-2-28 11:03 | 只看该作者
本帖最后由 GavinZ 于 2014-2-28 11:07 编辑

这问题好像干翻21ic了。
论坛里有个ID“路过打酱油”的,一直轻松玩各种电路,好像也把振荡器给玩了,大家喊过来,请他玩弄一下这个电路吧,从振荡器的角度玩弄吧。

我也搞不懂,而且也有疑问:相位余量是0时,会震荡吗?大家可能都可以迅速说出PM>0,不震荡;PM<0,震荡。

还有个疑问,楼主把R0改成1欧姆,看看会不会震荡。

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magic_yuan 2014-2-28 11:56 回复TA
以前看了很多关于容性负载的文章,认真分析过。当前的这个试验也让我自己有点HOLD不住,难道以前看得都不管用? 
17
GavinZ| | 2014-2-28 11:15 | 只看该作者
楼主在主极点处,又放了一个极点,直观看,就是相位余量PM=0了,但从示波器测量的阶跃响应看,并没有震荡,所以PM>0比预期设计目标PM=0更靠谱。
所以我觉得R0改成1欧姆,更有可能震荡,楼主你试试,你的实际行动,总比我这种在纸上吹牛比有意义的多。

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18
magic_yuan|  楼主 | 2014-2-28 11:55 | 只看该作者
GavinZ 发表于 2014-2-28 11:15
楼主在主极点处,又放了一个极点,直观看,就是相位余量PM=0了,但从示波器测量的阶跃响应看,并没有震荡, ...

多谢大侠关注,
  实际中用1欧姆也不振荡。但当内阻为1K,接入电子负载后出现振荡。电子负载含有开关成分,其内部就是MOS管的开合。

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19
elec921| | 2014-2-28 13:13 | 只看该作者
看时域波形 ,你这已经不叫稳定了。

这样的电路很可能你单独测最后能为直流。加入到系统后震荡。

所以你还是要使劲调高它的稳定裕度才行

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20
GavinZ| | 2014-2-28 14:58 | 只看该作者
magic_yuan 发表于 2014-2-28 11:55
多谢大侠关注,
  实际中用1欧姆也不振荡。但当内阻为1K,接入电子负载后出现振荡。电子负载含有开关成分 ...

我也看过一点运放稳定性的**,我认为不是我们的理解的稳定性有误,而是我们在理论分析时,使用了相对简化的模型,而实际的电路并不是那样——比如,对这个电路的分析,我们知道环路相位在很早就是180度了,在高频极点之前,环路增益到达0db穿越点时,相位余量Phase Margin就已经是0零了,这在理论上是一定不稳定的临界点,我的理解是,它应该非常、很可能震荡。但是你的实验告诉我们,并不是期望的那样,所以我就想,可能PM不是0,应该是稍微>0,因为有overshoot嘛。

我们应该制造一个让PM明显是负数的极点,也就是让它一定不稳定,所以我想通过减小R0或CL,在0db前一点出现确定的一个极点。

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magic_yuan 2014-2-28 16:01 回复TA
已经是很靠近的两个很低频极点了。。。 
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